地下工程施工盖挖法

地下工程施工盖挖法（共3篇）（共3篇）

1.地下工程施工盖挖法 篇一

目前我国地铁车站主要采用的施工方法有:明挖法、暗挖法和盖挖法。

在城市繁华地段地铁施工中盖挖法优势明显, 由于其先恢复路面, 因此其对交通的阻断时间很短, 同时与暗挖法比较, 施工相对简便, 造价较低, 从而成为中意的施工方法。

2 盖挖法的特点

2.1 盖挖顺作法

在路面交通不能长期中断的道路下方修建地下结构时, 可以采用盖挖顺作法。这种方法首先由地表面依设计要求完成护壁桩或地下连续墙等围护结构和必要的横、纵地梁, 把预制的标准化模数的盖板 (混凝土盖板或钢盖板) 覆盖在挡土结构上, 形成临时路面, 恢复道路交通。而后在盖板下方进行土方开挖, 直至地下结构底部的设计标高。然后再依照地上建筑物的常规施工顺序由下而上修建该地下结构的主体结构、进行防水处理。上述工序完成后, 拆除临时顶盖, 进行土方回填, 并恢复地下管线或埋设新的管线。最后视需要拆除挡土结构的外露部分及恢复永久性道路。

盖挖顺作法所形成的永久结构和地面常规施工方法建成的结构类似, 工艺相对较简单, 从上到下开挖到底后再由下向上施工结构, 开挖净空高, 钢支撑布置与开挖工序安排较简单, 便于操作, 施工进度快, 不存在逆筑施工所形成的结构应力逆转和“抽条施工”所形成的各部不均匀沉降及普遍存在的界面收缩应力问题。结构依次形成, 整体性好, 次生应力小, 防水施工易于进行, 防水效果较好。这都是盖挖顺作法的优点。但是采用盖挖顺作法施工, 顶盖的费用较高, 而且基坑围护结构承载时间可能会长达1-2 年, 如施工管理不善、土方开挖后支撑架设不及时等, 坑周地表将会产生较大沉降, 对邻近建筑物安全的影响也较大。

2.2 盖挖逆作法

在地下构筑物顶板覆土较浅、沿线建筑物过于靠近的情况下, 为防止因基坑长期开挖而引起地表明显沉陷危及临近建筑物的安全, 或是为了避免盖挖顺作法两次占用道路的弊病, 可以采用盖挖逆作法施工。盖挖逆作法的施工步骤是:首先在地面向下做基坑的围护结构和中间桩柱 (通常围护结构仅做到顶板搭接处, 其余部分用便于拆除的临时挡土结构围护) , 然后可以在地面开挖至主体结构顶板底面标高并浇筑形成地下结构的永久顶板, 进行覆土回填, 恢复永久路面。以后的工作都是在顶板或临时路面盖板的保护下进行:自地下1 层开始, 自上而下逐层开挖, 每挖完一层, 即浇筑本层的结构板 (同时也是下一层的顶板) 和边墙, 逐层建造主体结构直至整体结构的底板。在这种情况下, 永久结构是在盖挖的方式下自上而下逆向建成的, 称为盖挖逆作法。

盖挖逆作法施工工艺相对繁琐, 开挖到结构板位置后即进行该处结构板施工, 达到设计强度后才能继续开挖, 施工空间净空小, 开挖困难, 钢支撑安装困难, 进度慢, 施工阶段和使用阶段结构的受力转换复杂, 对施工要求较高, 但对控制基坑变形和保护周边环境有利。

2.3 盖挖半逆作法

盖挖半逆作法和盖挖顺作法相似, 是在开挖地面、完成顶层板及恢复路面后, 向下挖土至地下结构底板的设计标高, 先建筑底板、再依次向上逐层建筑侧墙、楼板。但是与盖挖顺作法的区别在于, 盖挖顺作法所完成的顶板是将来要拆除的临时性盖板, 而不是永久结构的顶板, 而盖挖半逆筑法所完成的顶板就是地下结构的顶部结构。因此, 在地下结构完成后就不必要再一次挖开路面。

盖挖半逆作法简单易行、施工费用较低。用来修建小型地下通道, 效果很好。

3 施工方法的选择

车站施工方式的选择主要是依据车站施工时对地面道路及周边交通的影响程度, 车站基坑开挖过程中对周围建、构筑物等保护要求, 以及施工周期和工程造价等因素综合确定。

明挖法为我国地铁车站的主要施工方式, 其多为先施工围护体系, 在开挖土方的同时随挖随撑, 开挖到施工底板后, 至下而上建造结构。采用明挖法施工具有施工方便, 造价较低等优点, 但对周边环境影响较大, 尤其施工周期长, 若全部敞开式开挖对于交通的干扰最大, 对本工程不适用。

暗挖法多在繁华商业区或无法破路施工地段, 施工中采用矿山法进行, 边开挖边支护。暗挖法通常要求有良好的围岩条件, 若是在不良围岩条件的情况下要对地层进行注浆处理加以改良, 该方法一般不适用于流砂地层和地下水充沛的场地, 本工程为控制地面变形, 必须采用小步长, 强支护的工程措施, 因此造价较高, 施工技术复杂, 工期较长, 因此也不予选择。

盖挖法在车站站位所在道路难以封交时可采用, 在城市繁华地段地铁施工中盖挖法优势明显, 其先采用地下连续墙、钻孔桩等形式作围护结构, 然后修筑地下结构的顶板或临时路面盖板, 而后在顶板或临时路面盖板的遮护下进行土方开挖和结构施工。由于其先恢复路面, 因此其对交通的阻断时间很短, 同时与暗挖法比较, 施工相对简便, 造价较低。

不同施工方法的对比情况如表1 所示。

由于本工程处于繁华十路口。在这种地理位置的情况下, 选用盖挖顺作法施工, 通过调整施工方式和步骤, 满足地面道路车辆的基本通行是十分适宜的, 也是能够实现的, 同时又能有效地控制工程质量和造价。在严格控制施工程序的情况下, 基坑变形也可以保证在允许变形量以下, 满足环境保护要求。故选用盖挖顺作法来进行施工。

4 结论

地铁车站施工方法的选择是通过综合考虑对地面交通的影响, 对周围建、构筑物的影响, 施工进度、施工难度、工程造价等因素决定的。对于处在城市繁华地段地铁施工的本工程而言, 盖挖顺序法虽然在某个单个因素上并没有明显的优势, 但综合这些因素考虑, 盖挖顺序法对于该工程而言是十分合适的。

摘要：由于本地铁工程处于城市繁华地段, 为减少阻断地面交通的时间, 盖挖法施工相对于明挖法、暗挖法等地铁车站施工表现出了明显优势。本文首先简单介绍了三种盖挖法的施工方法以及各自的优缺点, 然后根据本工程的实际情况进行各种施工方法的比选, 最后综合考虑各种因素确定该工程采用盖挖顺作法作为最终的施工方法。

关键词：明挖法,暗挖法,盖挖法,盖挖顺作法

参考文献

[1]甘百先.地铁车站盖挖顺作法施工技术研究[C].成都:西南交通大学, 2003.12

[2]秦海燕.深圳地铁车站盖挖顺作施工技术[J].铜业工程, 2007.5

[3]常瑞杰.地铁车站施工工法的优化选择[J].土建技术, 2010 (4) :35-37

2.地下工程施工盖挖法 篇二

1.1 工程概况

焦杖子隧道位于河北省承秦高速公路秦皇岛段的青龙满族自治县境内, 隧道由多条冲沟下部穿过, 沟谷多成“V”型, 隧道洞身左线LK132+378~LK132+400段22m及右线RK132+382~RK132+418段36m, 基岩为下元古界桲罗台组与褚杖子组并层, 岩性以二云变粒岩和黑云变粒岩, 全风化至强风化, 节理裂隙发育, 岩体破碎, 稳定性差, 易坍塌、掉块, 属于V级围岩浅埋段, 采用一般暗洞开挖时洞顶围岩易发生大变形或塌落危险, 故综合考虑采用盖挖法施工。

1.2 方案

1) 按新奥法组织实施, 遵循“弱爆破、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的基本原则, 综合考虑采用盖挖法施工, 上台阶4.5m采用明挖, 对临时开挖进行锚喷防护, 施作护拱, 分层回填浆砌片石、碎石土等回复原有地形。下台阶部分预留核心土法进行暗洞开挖。

2) 紧跟下台阶部分围岩进行超前注浆加固及锚杆支护等初期支护措施, 改善围岩力学性质、提高岩体自承能力。

3) 加强施工监控量测, 及时施作仰拱、二次衬砌结构。

4) 根据围岩监控量测结果, 确定预留变形量15cm。

1.3 工程地质情况

洞顶浅埋处表面为粉质黏土及碎石, 最小埋深约1m, 地表地势较为陡峭, 形成自然冲沟;上台阶部分主要为全风化层;下台阶及仰拱部分主要为强风化变粒岩。

2 主要工程数量

盖挖段工程数量 (此处列出明挖部分工程量) :

1) 钢筋3 385kg, 工字钢钢架39 581kg。

2) C20早强喷混凝土93m3, C25护拱539.4 m3。

3) 明挖土石方8 149 m3, 回填M7.5浆砌片石2 645 m3, 碎石土回填2070m3, 黏土隔水层609m3, 腐殖土回填800.4m3。

4) φ22mm锚杆7 261kg, φ6.5mm钢筋网2 111kg。

上述工程数量为图纸暂定数量, 最终数量根据现场实际情况确定。

3 机械设备及人员配置 (见表1、表2)

4 施工方法

4.1 明挖部分施工便道选择

公路隧道盖挖法是地下工程超浅埋时而采取的新型工程施工方法:由地面向下开挖至一定深度后, 将顶部封闭, 其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。明挖部分从上往下开挖施工, 便道选择很关键, 经现场勘测, 盖挖段距离洞口直线距离300m, 其山体起伏较大, 且沿线树木较多, 若从洞口向山上拉通便道, 修建约700m泥结碎石便道, 不仅会增加土石方量, 破坏山体植被, 而且征地协调、便道施工时间较长, 耽误工期较多, 费用大增。为节约成本、缩短工期, 本工程采用从隧道内部进入, 拱顶埋深超浅, 直接进行破顶施工, 逐步扩大破顶面, 为施工机械提供场地。

4.2 施工工序流程

盖挖法施工工序流程:地表临时排水系统→上台阶及以上明挖→边坡防护→护拱施作→反压回填→下台阶及初期支护预留核心土分左右开挖→下半断面中槽开挖及仰拱初期支护→仰拱浇筑及回填→防水及二衬施作。

4.3 各环节施工方法

4.3.1 地表临时排水系统

测量放样, 确定开挖线, 在开挖线外根据实际情况施作临时排水系统, 以确保将山体破面汇水引入自然冲沟, 不至对洞内施工造成妨碍、积水等。

4.3.2 上台阶及以上明挖

根据测定的开挖线一次性将边坡、仰坡开挖到位, 坡率按设计的1∶0.5执行, 并将上下台阶分界面整平。

4.3.3 边坡防护

1) 边坡开挖到位后, 立即进行坡面防护施工, 以确保边坡的稳定性。

2) 岩体较为破碎, 明挖部分坡面防护设计为φ22mmL-3m-120×120cm梅花型全坡面法向布置+φ6.5mm-20×20cm全坡面布置+10cm厚C20早强混凝土全坡面喷射。

4.3.4 护拱施作

1) 测量定位并安装钢架, 并进行纵向连接, 确保其整体稳定性, 钢架底部采用锁脚锚杆进行固定。

2) 安装钢拱架采用20a工字钢架纵向间距60cm, 沿钢拱架架设直径为φ22mm的纵向连接钢筋, 并按环向设计间距设置, 挂φ6.5m m双层钢筋网20cm×20cm, 挂板安装模板, 模板采用15mm竹胶板或20mm硬质木板。钢支撑的标准施工是按“规定间隔和高度架设置→接头安装→连接螺栓的紧固”的顺序进行。钢拱架支撑脚部座落在基岩上或用锁脚锚杆稳定, 钢架与围岩之间的较大间隙部位用钢楔间隔楔紧, 再用喷混凝土填充密实, 避免留下空隙和隐患。

3) 设置60cm厚C25混凝土护拱, 45cm厚C25钢筋混凝土二衬 (二衬也作为承载结构) , 本段盖挖为右线36m分6段浇筑, 每段6m (左线22m分4段:3×6m+1×4m) , 采用专用泵车从洞内输送混凝土。

4) 浇筑最后一段护拱时, 在顶部预留30cm×60cm天窗, 便于混凝土输送, 最后增加钢筋补强并用同标号混凝土封住天窗。

4.3.5 反压回填

1) 部分回填材料从天窗进入, 分节段施工护拱达到强度后, 及时紧跟施作反压回填。拱顶100cm水平线内回填M7.5浆砌片石, 往上依次为回填碎石土、50cm黏土隔水层、腐殖土, 腐殖土回填按30cm进行施工, 最终达到恢复土地耕种能力、不再占用土地资源的效果。碎石土用小型夯实机夯实。

2) 施作最后一个节段护拱前, 将剩余部分反压回填材料直接输送至空地上进行储存, 待最后一个节段护拱达到强度后, 及时进行剩余部分反压回填, 则整个明挖部分施工完毕。

4.3.6 预留核心土分左右开挖下台阶及初支

明挖部分工作全部完成后, 施工下台阶开挖及初期支护, 采用预留核心土法, 先右后左, 每循环开挖进尺比一榀工字钢间距略大, 即75cm左右, 并及时安装拱架、锚杆、挂网锚喷。本工序作为隧道开挖中破碎围岩常见施工工艺 (见图1) , 不再详述。

4.3.7 仰拱及充填

该地段围岩条件较差, 在施工中, 要仰拱先行, 及早封闭, 以利于衬砌结构的整体受力;仰拱浇注前, 清除松散材料、排除积水, 浇注混凝土由仰拱中心向两侧对称进行。仰拱混凝土达到设计强度70%后, 方可浇注填充混凝土。在施作混凝土前, 清除仰拱面的碎碴、粉尘, 并冲洗干净。

5 施工进度安排

1) 明挖土石方:5d

2) 明挖边坡防护:5d

3) 护拱施作:30d

4) 反压回填:30d于前置工序10d开始

5) 下台阶开挖支护:12d

6) 仰拱开挖及初支:6d

7) 仰拱、仰拱二衬、填充:6d合计64d

6 施工安全保证措施

1) 现场配置专职安全员, 所有施工时段进行顶点防范;操作手采用经过培训合格持证上岗的操作手。

2) 破顶时挖掘机需位于小里程端已经施工完钢架及初支范围内, 待挖到一定范围, 不会出现坍塌后, 方可前进出洞。

3) 开挖面随时保持坡率, 不得进行掏挖, 即“挖神仙土”。

4) 边坡锚杆、挂网、喷混凝土施工人员必须配带安全绳。

5) 钢架安装时必须有可靠支撑, 防止倾倒。

6) 护拱施工必要时搭设脚手架内衬。

7) 遵守隧道开挖初支的常规安全要求, 所有有关人员进入现场必须配带劳保用品。

8) 严格遵守“短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则。

7 工程质量保证措施

1) 做好“围岩量测”, 勤于观测, 科学分析, 并掌握初支体系变形收敛情况, 以确保消除质量、安全隐患。

2) 隧道环向钢架连接, 作为重点进行控制。

3) 护拱底部、初支钢架底部, 必须落在基岩上, 杜绝置于虚碴上出现悬空, 进而引发质量、安全事故。

4) 控制好锚杆长度、喷混凝土厚度、钢架间距及连接, 确保初支体系承载能力。

5) 反压回填浆砌片石必须砂浆饱满, 杜绝空洞, 且上部回填碎石土等控制好压实程度。

6) 盖挖段防排水做为重点进行控制, 杜绝二衬施工完毕后出现漏水、渗水。

7) 控制好混凝土构件的浇筑质量, 从源头上控制好各个环节的原材料质量。

焦杖子隧道在超浅埋复杂地质地段采用盖挖法施工, 已于2012年9月顺利完工, 迄今, 该段结构稳定、无质量病害问题。

参考文献

[1]JTG/TD 71-200公路隧道交通工程设计规范[S].

[2]关树宝.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003

3.盖挖法在大断面黄土隧道中的应用 篇三

近年来随着国家不断加大西北地区高速公路建设投资力度, 在甘肃这一黄土山峦的密集地区, 修建了大量的黄土隧道。通过这些黄土隧道的的施工, 取得宝贵现场数据, 积累的丰富的经验, 锻炼了一批拥有实战经验的团队。随着建设不断推进, 新的项目不断的开始, 新项目施工地形越来越复杂, 工程施工难度不断超越。由于工程结构的要求和地限制, 为了圆满的完成施工任务, 全体施工人员齐心协力, 在施工中尝试运用了许多公路建设中不常用到的施工方法, 收到了的意想不到的效果。下面我就盖挖法在大断面黄土隧道中的应用做以介绍。

1 工程信息

兰秦快速路付家窑2#隧道为三车道黄土隧道, 总长1256m (单洞) 左线长712m右线长540m, 隧道开挖断面达到170m2, 隧道穿行黄土山梁, 地势东北高西南低, 地形破碎, 沟壑纵横, 冲沟发育。其中隧道右线进口端选线位置夹于两山之中位于冲沟底部, 左侧山势陡峭山坡坡度在20-40°。山体均为上更新统风积黄土, 土质松散, 自稳性差。YK1标高+860-830端地面YK1+860-845原地面标高侵入隧道设计断面0-6m。YK1+845-860段隧道右侧拱顶覆盖层厚度0-1.5, 且土质松散, 自稳性极差。综合现场地形, 右线进口进洞段主要存在露顶、浅埋、易滑坡坍塌、左侧山体偏压施工安全隐患, 右线进口首先考虑采用明挖法施工, 但经过测量, YK1+860-830段右侧山体陡峭山坡坡度约为1:0.8。坡顶开挖开口线距离路面设计标高56m, 山体表皮2-3m土质松散。进行如此大面积的开挖极易引起大面积的滑塌。为了安全并且高效经济的的完成施工任务。经研究决定将YK1+860-830段掘进及初次衬砌施工方案改为盖挖法。

2 施工方案

为了施工的安全, 决定对YK1+860-830段山体使用108mm直径8mm厚钢管经行超前加固。为了保证管棚施工的精确性在YK1+860-858初期支护外2m导向墙, 导向墙厚85cm采用20a工字钢骨架, 浇筑C30砼。导向墙拱脚设1.5×2×1m扩大脚。预埋120mm直径5mm厚导向管, 导向管角度外倾1.5°防止超前钢管施工时倾入隧道施工断面内。根据地形右侧导向管自拱脚标高起1m处开始布置, 中心间距35cm共设置6道。左侧导向管自拱脚标高起1m处开始布置, 中心间距35cm共设置23道。超前管棚长30米, 内设三根20mm钢筋笼, 用来加强管棚。设计注水泥浆液 (添加5%水玻璃) , 水灰比1:1, 注浆压力初压0.5-1MPa、终压2.0MPa注浆盖挖段侧墙无弧度, 高3.3米设计采用WH175型型钢拱架, 拱架间距50cm, 环向1m设置22mm链接钢筋, 连接钢筋和拱架牢固焊接。侧墙采用80cm厚C30模筑砼。拱盖采用WH175型型钢拱架, 拱架依照设计尺寸、弧度用冷弯机加工制成。拱架每段两端焊接预先成孔的10mm厚200×200mm A3钢板, 段与段连接采用M20×70高强螺栓。拱架间距50cm, 环向每1m设置22mm链接钢筋1道, 连接钢筋与拱架牢固焊接, 拱盖拱脚处每榀拱架设置2根5m长60mm锁脚锚管, 拱盖用80cm厚C30模筑砼浇筑。待盖挖法初次衬砌全部完成后及时的施做80cm厚钢筋砼C30仰拱和50cm厚二衬。待二衬封闭具备强度后在拱盖顶回填土压实。

3 施工方法

由于施工现场地处冲沟内, 首先施做了临时排水系统。在YK1+858导向墙以下预留了核心土, 在保持掌子面稳定的同时, 方便了导向墙砼的模板安装砼浇筑, 为钻机开孔, 管棚的顶管提供了作业平台。

管棚施工结束后, 马上开始盖挖法施工初次衬砌。首先施工右侧墙, 右侧墙施工直接落底, 每次开挖支护循环进尺2-3米, 挖机开挖后人工配合整修, 拱架安装后组装模板及时浇筑砼。注意砼浇筑时人工振捣密实, 砼收面与拱架连接钢板要高于砼面10-20cm, 便于下一步拱盖拱架安装时连接处的施工操作。侧墙浇筑完毕后及时回填基坑, 以便于后续拱盖施工。

右侧墙施工完成后, 即开挖上部土体施工弧形拱盖, 为了施工安全, 拱盖施工循环进尺控制在0.5-1m, 开挖时利用挖掘机主要开挖, 人工配合整修的方式。支护采用人工支护台架作为安装拱架和施做锁脚锚杆的平台。主拱拱架安装完成后, 利用I18拱架提供拱盖地模板的支撑和加固。拱盖浇筑时左右对称浇筑。

在拱盖完成8-10m开始施工左侧侧墙。左侧墙施工时跳槽开挖, 同时严格控制每循环开挖进尺, 3-4榀为宜。力求做到“短开挖, 快支护”。浇筑砼时, 侧墙和拱盖拱脚结合位于, 模筑砼浇筑时容易形成空腔, 应该提前预留注浆管, 或者拆模后及时用喷射砼天填补空腔。

拱盖和侧墙砼达到设计值后马上施做了仰拱及二衬, 及时的对拱盖顶进行了回填。

4 施工心得

通过盖挖法的成功应用使得付家窑2#隧道右线进口YK1+860-830段安全顺利的施工, 最大限度的地减少了对山体的大开挖。通过后期的监控量测, 拱盖的变形, 山体位移和地表沉降得到很好地控制。分部作业同时提供了多个工作面加快了施工进度。盖挖法在付家窑2#隧道右线进口的成功应用, 解决了浅埋、偏压、高边坡、拱顶镂空等施工难题。为以后的施工打开了思想, 积累了经验。

摘要：随着我国经济的飞速发展, 在交通建设过程中, 我国的隧道工程越来越多, 隧道工程的施工难度越来越大, 同时对质量控制要求, 越来越严格。所以我们在隧道工程中不断的尝试新工艺、新方法。